$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
< p class = "jove_title" >
1. الحقن التجسيمي للإلكترونيات الشبكية في دماغ الفأر الحي
< p class = "jove_content" >
ملاحظة: تم تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق بمزيج من 75 مجم / كجم من الكيتامين و 1 مجم / كجم من ديكسدوميتور. تم التحقق من درجة التخدير باستخدام طريقة قرصة إصبع القدم قبل بدء الجراحة. تم الحفاظ على درجة حرارة الجسم عن طريق وضع الفأر على بطانية حرارة منزلية 37 درجة مئوية أثناء التخدير. تم تنفيذ تقنية معقمة مناسبة للجراحة ، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تعقيم جميع الأدوات الجراحية المعدنية لمدة ساعة واحدة قبل الاستخدام ، واستخدام قفازات معقمة ، واستخدام معقم بالخرز الساخن طوال الجراحة ، والحفاظ على حقل معقم حول موقع الجراحة ، وتطهير الأدوات البلاستيكية بنسبة 70٪ من الإيثانول ، وتم تحضير جلد فروة الرأس المنزوع الشعر باليودوفور قبل الشق. لجراحات البقاء على قيد الحياة ، بعد انتهاء الجراحة ، تم وضع مرهم مضاد حيوي حول الجرح ، وأعيد الفأر إلى قفص مجهز بوسادة تسخين 37 درجة مئوية. لم تترك الفئران دون رقابة حتى تستعيد وعيها الكافي للحفاظ على الاستلقاء القصي. أعطيت الفئران تسكين البوبرينورفين عن طريق الحقن داخل الصفاق بجرعة 0.05 مجم / كجم من وزن الجسم كل 12 ساعة لمدة تصل إلى 72 ساعة بعد الجراحة. تم عزل الفئران عن الأخرى بعد الجراحة. تم القتل الرحيم للفئران إما عن طريق الحقن داخل الصفاق من البنتوباربيتال بجرعة 270 مجم / كجم من وزن الجسم أو عن طريق التروية عبر القلب.
- قم بتخدير الماوس وإصلاحه في إطار تجسيم.
- ضع مادة تشحيم العين على عيون الفأر لمنع الجفاف أثناء التخدير.
- استخدم مثقاب الأسنان والإطار التجسيمي لفتح حج القحف عند الإحداثيات المطلوبة على الجمجمة. افتح حج القحف الثاني بعيدا عن موقع الحقن لإدخال برغي أو سلك تأريض من الفولاذ المقاوم للصدأ.
- إصلاح ركيزة لقط على الجمجمة مع الاسمنت الأسنان. قم بقص فجوة بعرض 1 مم تقريبا في الركيزة لتحسين موثوقية خطوة الطي لاحقا في الإجراء.
ملاحظه: يعمل الكبل المرن المسطح (FFC) المقطوع إلى شكل "L" بشكل جيد (الشكل 4 أ) ، على الرغم من أن العديد من المواد ستعمل طالما أنها ذات السماكة الصحيحة لموصل قوة الإدراج الصفرية (ZIF) ذو 32 قناة (المصمم للكابلات بسمك 0.18 ± 0.05 مم).
- قم بتركيب حامل الماصة بالإبرة التي تحتوي على إلكترونيات شبكية على الإطار التجسيمي باستخدام مشبك طرفي بزاوية قائمة (الشكل 2C والشكل 3A).
- قم بتوصيل المخرج الجانبي لحامل الماصة بمحقنة سعة 5 مل مثبتة في مضخة حقنة (الشكل 3D) باستخدام طول 0.5-1 متر تقريبا من الأنابيب الشعرية.
ملاحظه: تأكد من عدم وجود فقاعات في الأنبوب الشعري قبل توصيله بحامل الماصة. يمكن للفقاعات أن تقاطع التدفق أثناء الحقن وتمنع التوصيل السلس والخاضع للرقابة للإلكترونيات الشبكية.
- استخدم الإطار التجسيمي لوضع طرف الإبرة في موقع البداية المطلوب داخل الدماغ.
ملاحظه: تم تصميم مجسات الإلكترونيات الشبكية المستخدمة هنا بأقطاب تسجيل منتشرة على طول حوالي 2 مم ومع القطب الأول الموجود على بعد حوالي 0.5 مم من حافة البداية للإلكترونيات الشبكية (الحافة اليسرى في الشكل 1 أ). لهذا السبب ، يجب تحديد الإحداثيات التجسيمية بحيث يكون موقع البداية أعمق بمقدار 0.5 مم من منطقة الدماغ التي تهمها. يمكن اختيار انتشار وموقع أقطاب التسجيل داخل الإلكترونيات الشبكية بحرية أثناء عملية تصميم القناع ويجب تحديدها بحيث تمتد أقطاب التسجيل إلى منطقة (مناطق) الدماغ ذات الأهمية حيث يتم حقنها على طول مسارها التجسيمي.
- ضع الكاميرا (الشكل 3 ب) لعرض الجزء العلوي من مسبار الإلكترونيات الشبكي داخل الإبرة الزجاجية. تسمح بعض البرامج للمستخدم برسم خط على الشاشة لتحديد الموضع الأصلي للإلكترونيات الشبكية.
- ابدأ التدفق عن طريق ضبط مضخة الحقنة على سرعة منخفضة والضغط على ابدأ. 10 مل / ساعة هو معدل تدفق بدء نموذجي لإبرة شعرية بقطر داخلي 400 ميكرومتر. قم بزيادة معدل التدفق ببطء إذا كان مسبار الإلكترونيات الشبكي لا يتحرك داخل الإبرة.
ملاحظه: من المهم تقليل حجم السائل المحقون في الدماغ لأن هذا يمكن أن يتلف الأنسجة المحيطة بموقع الحقن. يتم تحقيق أفضل النتائج بأحجام حقن أقل من 25 ميكرولتر لكل 1 مم من طول الشبكة المحقونة. القيم المثالية أقل من نصف هذا الحجم. في مختبرنا ، نقوم عادة بحقن 10-50 ميكرولتر لكل طول شبكة محقونة 4 مم.
- عندما يبدأ مسبار الإلكترونيات الشبكية في التحرك داخل الإبرة ، استخدم الإطار التجسيمي لسحب الإبرة بنفس المعدل الذي يتم به حقن مسبار الإلكترونيات الشبكية ، باستخدام الموضع الأصلي المحدد للإلكترونيات الشبكية كدليل.
ملاحظه: يسمح هذا الإجراء ، الذي يطلق عليه طريقة حقن مجال الرؤية (FoV) ، بالتوصيل الدقيق للإلكترونيات الشبكية إلى منطقة الدماغ المستهدفة دون تجعد أو خلع. غالبا ما يمكن تقليل معدل التدفق بمجرد أن يبدأ مسبار الإلكترونيات الشبكية في التحرك داخل الإبرة. في مختبرنا ، غالبا ما تكون معدلات التدفق من 20-30 مل / ساعة مطلوبة للتغلب على الاحتكاك الساكن بين الشبكة وجدران الإبرة الشعرية ، ولكن يمكن بعد ذلك تقليل المعدل إلى 10 مل / ساعة بمجرد بدء عملية الحقن. عادة ما تكون معدلات التدفق وأحجام الحقن أصغر للإبر الشعرية ذات القطر الأصغر.
- استمر في تدفق المحلول الملحي وسحب الإبرة حتى تخرج الإبرة من الجمجمة. أوقف التدفق من مضخة الحقنة.
فئة
2. واجهة الإدخال / الإخراج
ملاحظة: في هذه المرحلة ، تم حقن مسبار الإلكترونيات الشبكي من نقطة البداية المطلوبة داخل الدماغ على طول المسار المختار. تم سحب الإبرة وهي فوق حج القحف مباشرة مع توصيلات الإلكترونيات الشبكية الممتدة من الدماغ إلى الإبرة ومنصات الإدخال / الإخراج (I / O) لا تزال داخل الإبرة (الشكل 4 ب). يستخدم هذا القسم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB; الشكل 4 ، الشكل 5) للتفاعل مع مسبار الإلكترونيات الشبكي. يقوم ثنائي الفينيل متعدد الكلور بتوصيل موصل ZIF بموصل مضخم قياسي مكون من 32 قناة من خلال ركيزة عازلة تصبح المرحلة الرئيسية لتجارب التسجيل العصبي. ثنائي الفينيل متعدد الكلور قابل للتخصيص لاستيعاب تكوينات مختلفة لمرحلة الرأس. تتوفر ملفات التصميم الخاصة بنا حسب الطلب أو من موقع الويب الخاص بالمورد ، meshelectronics.org ، ويمكن استخدامها لشراء مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بتكلفة زهيدة من بائعي خدمات تصنيع وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
- استخدم الإطار التجسيمي لتوجيه الإبرة بعناية إلى ركيزة تثبيت FFC وعبر الفجوة ، وتدفق المحلول بمضخة الحقنة لتوليد الركود في التوصيلات الإلكترونية الشبكية (الشكل 4C).
- بمجرد أن تكون الإبرة فوق ركيزة التثبيت وعبر الفجوة ، استأنف التدفق بمعدل سريع لإخراج وسادات الإدخال / الإخراج الإلكترونية الشبكية على ركيزة التثبيت (الشكل 4 د).
- باستخدام ملاقط وماصة من الماء منزوع الأيونات (DI)، قم بثني وسادات الإدخال/الإخراج بزاوية 90 درجة تقريبا بالقرب من وسادة الإدخال/الإخراج الأولى قدر الإمكان.
ملاحظه: يعد الانحناء ضروريا للسماح بإدخال الوسادات في موصل ZIF على ثنائي الفينيل متعدد الكلور في خطوة لاحقة. موصل ZIF هو بالضبط نفس عرض وسادات الإدخال / الإخراج 32 لمسبار الإلكترونيات الشبكية ، لذا فإن الانحناء غير الكامل بزاوية 90 درجة ، أو الانحناء الذي لا يحدث مباشرة قبل لوحة الإدخال / الإخراج الأولى ، سيؤدي إلى الاضطرار إلى قطع وسادات الإدخال / الإخراج (الوسادات الموجودة في أقصى اليسار في الشكل 4E).
- بمجرد محاذاة وسادات الإدخال / الإخراج ، وفتحها ، وبزاوية 90 درجة على الجذع الشبكي ، جففها في مكانها باستخدام هواء مضغوط يتدفق برفق.
ملاحظه: يمكن ربط مجسات الإلكترونيات الشبكية التي تحتوي على أقل من 32 قناة بنفس لوحة الواجهة المكونة من 32 قناة. على سبيل المثال ، يستخدم مختبرنا عادة مجسات إلكترونية شبكية ذات 16 قناة مع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات 32 قناة. يوفر هذا مساحة إضافية داخل موصل ZIF ، مما يجعل التفاعل أسهل ، ويمكن التعرف بسهولة على القنوات الإضافية غير المتصلة كدوائر مفتوحة عن طريق اختبار المعاوقة أثناء جلسات التسجيل.
- قم بقص ركيزة التثبيت على حافة مستقيمة حوالي 0.5-1 مم من حافة وسادات الإدخال / الإخراج. قم أيضا بقطع الأجزاء الدخيلة من ركيزة التثبيت التي ستعيق الإدخال في موصل ZIF المثبت على ثنائي الفينيل متعدد الكلور 32 قناة (الشكل 4F).
- أدخل وسادات الإدخال / الإخراج في موصل ZIF على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأغلق المزلاج (الشكل 4G). استخدم إلكترونيات القياس لقياس المعاوقة بين القنوات والمسمار الأرضي لتأكيد الواجهة الناجحة. إذا كانت قيم المعاوقة عالية جدا، فقم بفك موصل ZIF، واضبط الإدراج، وأعد الاختبار حتى يتم تأكيد الاتصال الناجح.
- قم بتغطية موصل ZIF ووصلات إلكترونيات الشبكة المكشوفة بالأسمنت للأسنان للحماية. اقلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور عند الفجوة الموجودة في الركيزة ، وقم بتثبيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالأسمنت على جمجمة الماوس (الشكل 4H).
ملاحظه: يؤدي ثني FFC عند الفجوة إلى تقليل الإجهاد الميكانيكي الذي يمكن أن يكسر أحيانا توصيلات إلكترونيات الشبكة.
- اسمح للأسمنت بالتصلب ، مما يحول ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى مرحلة رأس قوية ومضغوطة للتفاعل أثناء جلسات التسجيل اللاحقة (الشكل 4I).
3. تجارب التسجيل العصبي
- ضع الماوس في مقيد ذيل أو مصفاة أخرى. أدخل ثنائي الفينيل متعدد الكلور المضخم المسبق في موصل مكبر الصوت القياسي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور في مرحلة الرأس. استخدم كبلا منفصلا لتأريض المسمار المرجعي.
- للتسجيلات المقيدة، اترك الماوس في التقييد. سجل البيانات باستخدام نظام الحصول على البيانات للفترة المطلوبة (الشكل 5 أ).
- للتسجيلات المتحركة بحرية ، حرر الماوس من المقيد بعد إدخال مضخم التشكيل المسبق ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتأريض المسمار المرجعي. سجل المدة الزمنية المطلوبة باستخدام نظام الحصول على البيانات بينما يتصرف الماوس بحرية (الشكل 5 ب)
